Une étude remet en cause l’identification de l’huile d’olive dans la poterie antique

Une équipe pluridisciplinaire dirigée par Cornell a mis en évidence que la composition chimique des sols méditerranéens pourrait avoir conduit à une surestimation de la présence d’huile d’olive dans la poterie antique. Cette découverte remet en question certaines interprétations archéologiques concernant les vestiges d’huile d’olive dans des récipients anciens.

Pour les archéologues, la détection d’une trace d’huile d’olive dans un pot ancien va au-delà de l’identification d’un simple repas. Elle éclaire les réseaux commerciaux, les pratiques agricoles, les habitudes domestiques et le poids économique de ce produit majeur en Méditerranée. Cependant, l’étude dirigée par Cornell suggère que ces traces pourraient être moins fiables que supposé.

Le groupe de chercheurs, rassemblant spécialistes en lettres classiques, sciences alimentaires et ingénierie, a découvert que les résidus d’huiles végétales ne se conservent pas bien dans les sols calcaires méditerranéens. Or, les archéologues se sont souvent appuyés sur ces résidus chimiques pour identifier l’huile d’olive. Selon ces nouvelles données, certains résidus auraient pu être mal interprétés, confondus avec d’autres huiles végétales, voire avec des graisses animales.

Ces résultats ont été publiés dans le Journal of Archaeological Science.

Le projet a débuté en 2019 avec Rebecca Gerdes, alors doctorante au Département de lettres classiques du College of Arts and Sciences. Ayant étudié la chimie en licence, elle souhaitait appliquer ses connaissances à l’archéologie. « Je décris souvent mon travail ainsi : je lave de la vaisselle antique, je récupère le liquide de rinçage, puis j’analyse les molécules pour comprendre l’usage des pots », explique Gerdes, actuellement postdoctorante à l’Institut d’archéologie et d’études matérielles de Cornell.

L’analyse des résidus organiques est une méthode bien établie en archéologie, permettant d’étudier les traces moléculaires dans les contenants anciens. Toutefois, Gerdes a constaté que de nombreuses affirmations sur la présence d’huile d’olive dans la poterie de Méditerranée orientale reposaient sur des hypothèses non testées expérimentalement dans ces sols.

Sur les conseils de son directeur de thèse, Sturt Manning, professeur distingué en archéologie classique, elle a décidé de renforcer la méthodologie avant de répondre à des questions historiques. « Dès le début de ma thèse, j’ai réalisé que beaucoup de conclusions sur les pots de Méditerranée orientale manquaient de validation expérimentale », précise-t-elle. « Je voulais répondre à des questions archéologiques intéressantes, mais il fallait d’abord développer la méthode. »

Cette démarche a donné lieu à une collaboration étendue au sein de Cornell, impliquant plusieurs facultés et installations sur le campus. Un partenaire clé fut Jillian Goldfarb, professeure associée en génie chimique et biomoléculaire, dont le laboratoire étudie la décomposition des déchets organiques en biocarburants, fournissant des outils adaptés à l’analyse des résidus alimentaires anciens.

Le travail nécessitait d’abord d’obtenir des échantillons de sol. En raison de la pandémie, Gerdes n’a pas pu se rendre à Chypre pour prélever directement des échantillons. Elle a donc fait acheminer du sol méditerranéen à Cornell. Le laboratoire de santé des sols du College of Agriculture and Life Sciences a reçu, stérilisé et préparé ce sol pour étude.

Bob Schindelbeck, directeur du laboratoire, a aidé à comprendre l’influence de la chimie du sol sur la conservation des résidus. En collaboration avec le groupe de Goldfarb, Gerdes a conçu une expérience en laboratoire pour tester l’effet de différents sols sur la dégradation des résidus alimentaires.

L’expérience a utilisé de petits pellets en céramique fabriqués à partir d’argile en terre cuite, rappelant à Gerdes l’argile à modeler de son enfance. Ces pellets ont été cuits, imprégnés d’huile d’olive, puis enterrés dans deux types de sols humides : un sol agricole du laboratoire de santé des sols de New York, légèrement acide, et un sol calcaire provenant de Chypre, collecté par Thilo Rehren de l’Institut de Chypre, représentant les conditions d’un site archéologique.

« Ce sol est très courant en Méditerranée orientale et impacte de nombreuses périodes historiques, notamment l’Âge du Bronze récent (environ 1650-1100 av. J.-C.), période clé pour le commerce et la connectivité dans la région », souligne Gerdes.

Pour accélérer le vieillissement, les échantillons ont été conservés dans des incubateurs à 50 degrés Celsius pendant jusqu’à un an. Après extraction, les résidus d’huile d’olive ont été analysés.

« Nous avons pu reproduire en laboratoire un vieillissement accéléré, évitant d’attendre 3 000 ans pour terminer ma thèse », précise Gerdes.

Les résultats ont révélé que le sol chypriote modifiait le profil des résidus. Dans ce sol calcaire et alcalin, les pellets contenaient moins de résidus d’huile d’olive et perdaient les biomarqueurs d’acides dicarboxyliques caractéristiques des huiles végétales, comparé au sol new-yorkais légèrement acide.

Cette perte chimique complique l’interprétation. L’huile d’olive partage naturellement une composition proche d’autres huiles végétales. Lorsqu’elle se dégrade, son profil moléculaire devient difficile à distinguer et peut ressembler à de la graisse animale.

« Les archéologues ont tendance à vouloir croire à la présence d’huile d’olive, car c’est une histoire séduisante et un produit économique majeur en Méditerranée. On suppose donc que si on trouve des molécules correspondant à l’huile d’olive, c’est forcément de l’huile d’olive », explique Gerdes. « Le problème, c’est que sa composition chevauche celle de nombreuses autres huiles végétales. En se dégradant, elle peut même prendre l’apparence d’une graisse animale. »

Au-delà des résultats, Gerdes souligne l’importance de la collaboration interdisciplinaire qui a permis ce travail. Le projet a mobilisé des chercheurs de plusieurs domaines, dépassant largement l’archéologie classique.

Le groupe a utilisé les locaux du Schroeder Research Group à l’Institut Boyce Thompson. Joe Regenstein, professeur émérite en sciences alimentaires et membre du comité de thèse de Gerdes, a contribué à définir le protocole d’extraction des résidus organiques. L’équipe de Goldfarb a adapté des techniques issues de la recherche sur les biocarburants pour quantifier les résidus. Le Centre de recherche sur les matériaux de Cornell a aidé à manipuler en toute sécurité les échantillons de céramique en poudre, tandis que le laboratoire d’isotopes stables a assuré la propreté du matériel de verre.

Le projet a également impliqué des étudiants de premier cycle, co-auteurs de l’étude : Hanna Wiandt ’24, Malak Abuhashim ’23, M.Eng ’24 et Avery Williams ’22. Selon Goldfarb, cette équipe a dû développer un langage commun et des objectifs partagés entre disciplines.

Cette collaboration illustre le potentiel de Cornell à devenir un centre interdisciplinaire de référence en archéologie biomoléculaire. « Nous souhaitons créer un centre analytique dédié, où ingénieurs et scientifiques pourront développer de nouvelles méthodes et appliquer leurs compétences fondamentales et appliquées à de nouveaux domaines », déclare Goldfarb. « Tout a commencé avec une étudiante exceptionnelle, aujourd’hui postdoctorante, qui a lancé les échanges. »

Référence : « Overlooking environmental context causes misidentification of ancient Mediterranean plant oil in organic residues » par R.F. Gerdes, H. Wiandt, M. Abuhashim, A. Williams, J.M. Regenstein, S.W. Manning et J.L. Goldfarb, 24 novembre 2025, Journal of Archaeological Science. DOI : 10.1016/j.jas.2025.106426

Cette recherche a reçu le soutien de la National Science Foundation, du Département de lettres classiques de Cornell, de l’Institut d’archéologie et d’études matérielles, des Initiatives d’apprentissage en ingénierie, du Mario Einaudi Center for International Studies, de l’Institut d’études européennes et de l’American Society for Overseas Research.